活塞裙部型线研究

现代高速、高性能发动机上,活塞裙部是活塞设计中特别重要的部位。裙部形状和表面粗糙度影响着活塞裙部流体动力润滑状态（动态油膜的形成与保持）,直接影响到发动机的性能。本文在了解活塞裙部动力润滑理论及内燃机动力学的基础上,通过调试活塞裙部流体动力润滑计算Fortran源程序检验程序的正确性,并掌握活塞裙部型线设计的基本方法。     

裙部刚度对内燃机活塞二阶运动的影响研究北大核心CSCD

针对裙部刚度对活塞运动的影响,设计了活塞刚度测试试验工装,测量裙部子午线刚度,并与有限元计算相结合得到了准确的活塞刚度矩阵。在考虑活塞、缸套热变形的基础上,建立活塞动力学仿真模型,进行了不同活塞裙部结构的二阶运动分析。分析结果表明:裙部刚度增大后,活塞运动过程中的径向位移、摆动角度及敲击能都有所减小,在一定范围内减轻了二阶运动的幅度;适度减小裙部次推力侧(antithrust side,ATS)刚度可以有效降低活塞与缸套之间的摩擦损失,实现活塞的轻量化和低摩擦设计。     

活塞裙部型线的测量及回归方法

一、引 言 内燃机活塞裙部形状有圆锥形、鼓形、桶形等,这些形状的测量,常规的方法是用分度盘,千分表和三座标测量机或圆度仪,利用这些方法得到的是离散点的座标位置而无法知道其实际型线方程。给引进活塞外形曲线分析工作带来了困难。本文通过对国外引进的某一活塞裙部型线的测量,用最小二乘法原理,通过计算机处理,回归成多项式,得到了活塞裙部型线的实际方程,从而为活塞型线的测量和分析提供了一种方法。     

轻型柴油机活塞裙部型线对磨损的影响

以某轻型柴油机活塞为研究对象,基于型线设计理论,设计4种活塞裙部型线方案.利用活塞动力学分析软件进行分析计算,研究活塞裙部型线对活塞二阶运动和裙部摩擦磨损的影响,并对L4方案的活塞进行耐久试验.结果表明:改变活塞裙部型线可以较好地改善裙部润滑;与L1方案相比,L4方案的活塞裙部最大压力降低了约25.3％,裙部最大累积磨...     

用两种仪器测量比较活塞裙部纵向型线

1引言 近几年来,国内外活塞产品随着发动机的改进而不断更新换代,活塞结构也由圆锥椭圆结构向中凸变椭圆结构发展,其优点是减少活塞运动的摩擦损耗、降低噪声,节约油耗、提高活塞的使用寿命。这种活塞的机加工需要较高的工艺与先进的专用机床。检测需要精密的测量仪器。目前我国大多数活塞生产厂家用来检测活塞裙部纵向型线的仪器有:万能测长仪,西安红旗机械厂生产的微机电感式活塞中凸变椭圆测量仪,以及进口多功能圆度仪,三座标测量仪等,这些仪器都各有所长,也有一定的测量范围局限性。而要达到精密测量、真实地反映机加工后的活塞裙部型线,及型线的变化规律,采用两种仪器测量比较,测量误差更清楚。本文以万能测长仪,进口多功能圆度仪为例,浅谈用两种仪器测量活塞裙部纵向型线的优缺点以及在使用过程中的一些体会,以供同行参考。     

活塞裙部流体动力润滑数值分析

对内燃机活塞-缸套系统的流体动力润滑与动力学行为进行了耦合分析,在考虑活塞二阶运动的基础上建立了活塞裙部润滑的数值模型。运用龙格-库塔方法求解二阶运动模型,并采用有限元方法求解裙部润滑的平均雷诺方程。分析了裙部不同型线、活塞销不同偏置的油膜厚度、油膜压力和活塞摆角等二阶运动状况。在润滑油不同粘度以及是否考虑粘压特性条件下,对油膜摩擦力和摩擦功率进行了对比。结果表明,裙部采用中凸椭圆型线,活塞销向主推力侧偏置,可减小二阶运动,改善润滑状态,润滑油粘度对裙部摩擦损失有较大的影响,而粘压特性则对裙部润滑的影响较小。     

基于动力学模拟的汽油机活塞裙部刚度研究

本文通过运用AVL-PR活塞组件动力学分析软件对不同裙部结构刚度的某汽油机活塞进行了动力学模拟分析,研究了活塞三种不同裙部刚度对于活塞二阶运动以及敲击能量、摩擦损失等性能的影响,结果表明:结构B活塞裙部上部、中部和下部刚度相对于结构A分别减小后,裙部摩擦功率损失降低了约26%,结构C活塞裙部上部的刚度相对于结构B增大后,裙部摩擦损失会有所增大;此研究可以为汽油机活塞裙部结构的设计及优化提供参考。     

活塞裙部的润滑分析及活塞系统2阶运动的研究

基于平均流量型分析了活塞裙部的润滑问题，并且与活塞运动方程结合求解了活塞系统２阶运动的轨迹，探讨了活塞结构参数对２阶运动 的影响，计算和比较了在不同参数下活塞初部的摩擦力。     

气缸振动对活塞裙润滑的影响

利用迭代算法分析了存在油膜惯性时气缸振动对活塞裙润滑特性的影响。通过Navier-Stocks方程和雷诺方程的交替求解，新的迭代算法能追踪油膜惯性存在下的速度场和压力场随时间的变化。据此导出了正弦激励下和油膜惯性作用下的混合润滑雷诺模型，计算结果表明：在正弦激励下，随着气缸振动频率的增加，油膜承诺力和摩擦力出现明显波动，性能曲线光滑性也出现波动，而且这种波动在缸体挤压运动时比分离时更为明显，随着振幅的增加，当缸体做分离运动时，在吸气行程下止点附近，油膜承载力和摩擦力发生显著变化；当缸体做挤压运动时，排气运程中部附近有较大的油膜承载力和摩擦力变化。     

活塞裙润滑油膜温度场有限元分析

利用八节点等参有限单元法，对活塞裙的润滑油膜进行了温度场分析。首先给出了活塞裙的雷诺润滑方程、二阶运动方程以及油膜的能量方程。然后在给出上述方程的有限元求解表达式和步骤的基础上，对它们进行了联立求解。最后以某发动机为例，研究了其活塞裙部润滑油膜温度场在发动机运转周期内的变化。计算结果表明，油膜温度场随曲柄转角的变化而变化；活塞在上止点时，油膜温度从活塞裙上端到下端基本呈递减趋势；活塞位于行程中部时，在靠近活塞裙上端附近，出现高于边界温度的油膜温升；相同轴向位置处，周向温度几乎不变。     

考虑活塞热变形的活塞裙部润滑计算分析

采用三维有限元方法进行了柴油机活塞的热分析 ,计算得到了活塞的热变形 ,建立了活塞裙部考虑热变形的流体动力润滑模型。利用这个模型进行了考虑活塞裙部热变形的润滑计算 ,通过和冷态的润滑计算结果对比 ,发现热变形对活塞的润滑性能有很明显的影响 ,应在活塞裙部设计中予以考虑。     

活塞裙部润滑油膜厚度的计算及试验研究

对活塞裙部润滑油膜厚度进行了仿真计算和试验研究。建立了活塞裙部混合润滑模型,进行了润滑油膜厚度的计算,并介绍了试验方法和试验过程。通过理论计算和试验结果的对比分析。证明了模型的适用性,发现了裙部润滑油膜的一些特点。     

汽车发动机活塞裙部外形型线的计算机辅助设计与优化

探讨了汽车发动机活塞裙部外形型线的设计理论和方法,通过Pro/E软件的精确造型技术建立活塞的精确三维几何模型,利用ANSYS有限元分析软件计算分析了活塞热态变形。然后根据热态变形分析结果,对活塞裙部外形型线进行设计与优化,获得了相应的型线参数和数据,并经过反复试验后投入实际生产。实践结果表明,裙部外形型线设计合理,活塞具有较好的工作性能,活塞裙部与气缸之间贴合良好,无拉缸、敲缸,以及明显擦伤和磨损等现象发生。该设计方法应用效果明显,工程实用价值较高。     

活塞裙部廓形的计算机辅助分析

在分析活塞裙部廓形的基础上,建立了其横向廓形的通用数学模型,并采用最小二乘法求解其廓形参数,使求解过程大大简化。此外,对椭圆－偏心圆规律的廓形,提出了改变拟合点数寻求最佳型线参数的方法。提出的方法不仅适用于标准椭圆型线及其１阶、２阶近似型线,而且对椭圆－偏心（正）圆等组合廓形参数的求解同样有效,克服了现有方法的缺陷,具有很好的通用性。实例计算表明,本文方法的通用性和精度均较好,具有较好的工程实用价值